81. Кспно-204/96 (состав, эволюция развития, структурная схема, технические характеристики).

Комплекс КСЦПНО представляет собой взаимосвязанную совокупность информационно-измерительных и вычислительных систем, многофункциональных пультов управления и электронной системы индикации параметров, обеспечивающую решение пилотажно-навигационных задач для магистрального пассажирско­го самолета.

Изделие устанавливается на магистральных самолетах Ил-96-300 и Ту-204, выполняющих полеты с экипажем в составе двух пилотов и одного бортинженера.

Комплекс обеспечивает автоматизированное самолетовождение по запрограммирован­ным траекториям с выдерживанием норм продольного, бокового и вертикального эшелонирования при полетах по воздушным трассам на всех этапах полета, включая автоматичес­кую посадку в метеоусловиях категории IIIC ICAO.

В состав комплекса входят:

- вычислительные системы самолетовождения ВСС-85, управления полетом ВСУП-85 и уп­равления тягой двигателей ВСУТ-85,

- системы предупреждения критических режи­мов полета СПКР-85 и предупреждения о бли­зости земли СППЗ-85,

- система сбора и локализации отказов ССЛО-85,

- система электронной индикации СЭИ-85,

- бесплатформенная лазерная инерциальная система И-42-1С,

- система воздушных сигналов СВС-85.

- система посадки ILS-85,

- система ближней навигации VOR-S5, РСБН-85,

- автоматический радиокомпас АРК-25,

- радиодальномер DME/P-85,

- микроволновая система посадки MLS-85,

- радиотехническая система дальней навига­ции РСДН-85,

- спутниковая навигационная система СНС-85,

- радиовысотомер РВ-85,

- хронометр авиационный электронный ХАЭ-85М,

Эволюция развития:

Для обеспечения конкурентоспособности и соответствия новым международным нормативным требованиям все российские самолеты, выпускаемые после 2000 г., должны быть оснащены бортовым электронным оборудованием, удовлетворяющим следующим основным требованиям:

• расширение аппаратной интеграции систем, главным образом за счет перехода к крейтовым несущим конструкциям и модульному принципу построения интегрированных комплексов.

• переход от индикаторов на электронно-лучевых трубках к более совершенным электронным системам отображения информации и сигнализации на полноцветных жидкокристаллических индикаторах.

• увеличение производительности бортовых вычислительных средств в 4 - 5 раз.

• возможность загрузки программ в вычислительные модули с помощью стандартного загрузчика данных.

• автоматический встроенный контроль с глубиной до сменного модуля.

• наряду со значительным расширением функциональных возможностей снижение не менее чем вдвое массы и энергопотребления бортового оборудования, и увеличение надежности в 2,5 - 3 раза.

Технические характеристики:

Основные технические характеристики

Время наработки на отказ, летных часов 5000

Потребляемая мощность переменного тока (115 В/400 Гц), В А 7000

Потребляемая мощность постоянного тока, Вт 2000

Потребляемая мощность аккумуляторов, Вт, 600

Время подготовки и приведения комплекса в рабочее состояние, мин., не более 15

Масса комплекса, кг 720

82. Комплекс цпнк-114 (состав, эволюция развития, структурная схема, технические характеристики)

Структурная схема комплекса ЦПНК-114

Состав комплекса навигации и самолетовождения:

1. Комплексная система электронной индикации и сигнализации в составе:

- комплексный пилотажный индикатор (КПИ);

- комплексный индикатор навигационной обстановки (КИНО);

- индикатор многофункциональный для отображения информации двигателей и самолетных систем (ИМ1);

- блок вычисления и формирования отображаемой информации (БВФ);

- пульт управления и индикации КСЭИС (ПУИ).

2. Вычислительная система самолетовождения (ВСС) в составе:

- двухконтурной вычислительной машины ЦВМ-80-400;

- комплексные пульты управления и индикации (КПУИ).

3. Система базовых курсовертикалей (СБКВ-85) с составе:

- динамически настраиваемых гироскопических датчиков угловых скоростей (ДУС на ДНГ) в составе гироплатформы;

- индукционных датчиков (ИД).

4. Система воздушных сигналов (СВС-85) в составе:

- приемников полного давления (ППД-1);

- датчиков аэродинамических углов (ДАУ-85);

- приемников температуры наружного воздуха (П-104);

- блока контроля обогрева приемников воздушных давлений (БКПВД).

5. Система предупреждения приближения земли (СППЗ).

6. Система автоматического управления полетом в составе:

- вычислительная система управления полетом и тягой двигателей (ВСУПТ) на базе двухконтурной ЦВМ-80-400;

- пульт управления и индикации ВСУПТ (ПУИ);

- блок управления механизмом привода рулей (БМПР);

- блок управления механизмами управления тягой (БМПТ);

- исполнительный механизм автомата тяги (ИМАТ);

- система штурвального управления (СШУ), которая обычно входит в состав самолетного оборудования.

7. Радионавигационное оборудование (РНО) в составе:

- автоматические радиокомпасы (АРК-25) с пультом управления (ПУИ) – 2 комплекта;

- доплеровский измеритель скорости и угла сноса (ДИСС-ШО13 МВЛ);

- радиотехническая система дальней навигации (РСДН);

- радиотехническая система ближней навигации РСБН с антенно-фидерной системой (АФС «Астра»);

- дальномерная измерительная система (DME) -2 комплекта;

- всенаправленный УКВ радиомаяк (VOR) – 2 комплекта;

- ответчик УВД самолетный адресный с режимом S (ОСА-С);

- метеонавигационная радиолокационная станция МНРЛС;

- система инструментальной посадки (ILS) – 2 комплекта;

- радиовысотомер малых высот (РВ-85) – 2 комплекта.

Взаимодействующее оборудование:

1. Радиосвязное оборудование в составе:

- УКВ радиостанции «Орлан-СТ» - 2 комплекта;

- КВ радиостанция «Арлекин-Д»;

- система передачи цифровой информации на землю (СПЦИ) «Арлекин-А»;

- аппаратура внутренней связи авиационная (АВСА) «Лайнер-СТ»;

- аварийный речевой самописец «Марс-БМ»;

- аварийная УКВ радиостанция (Р-861);

- аварийная КВ радиостанция (Р-855А)

- аварийный радиобуй АРБ-ПК».

2. Самолетное оборудование в составе:

- система управления и измерения топлива (СУИТ);

- электронная система управления двигателем (ЭСУД);

- система преобразования аналоговой и дискретной информации (СПАДИ) – 2 комплекта, которая также может входить в состав КСЭИС или быть самостоятельной системой, собирающей информацию от самолетных систем для вывода на экраны электронных индикаторов.

Технические характеристики комплекса:

1. Погрешность выдерживания линии заданного пути (ЛЗП) - 2σ при полетах по:

– оборудованной трассе с непрерывным радиолокационным контролем и непрерывной коррекцией координат по двум и более дальностям до маяков РСБН или по азимуту и дальности на удалении до радиомаяка до 100 км – 2 км;

- малооборудованным внутрироссийским трассам с дискретной коррекцией по РСБН не более чем через 450 км – 5 км;

- по малооборудованным трассам при коррекции по РСДН в зоне до 1000 км в зоне действия троек наземных станций – 7 км;

- по зарубежным трассам с обеспечением дискретной коррекции по радиомаяким VOR/DME в зоне их действия на расстоянии до 100 км – 5 м. миль;

- по зарубежным трассам в режиме зональной навигации при коррекции по двум дальностям – 2 м. мили;

- в зоне подхода при коррекции по двум и более дальностям в зоне действия радиомаяков РСБН, один из которых находится на аэродроме посадки – 2 км.

- в зоне подхода с использованием коррекции по азимуту и дальности, один из которых находится на аэродроме посадки – 4 км;

- в зоне круга с непрерывной коррекцией по двум дальностям до РСБН, один из которых находится в зоне прибытия – 1,4 км;

- в зоне круга с дискретной коррекцией по азимуту и дальности РСБН, расположенном в зоне аэродрома прибытия – 3 км;

2. Погрешность курсодоплеровского счисления пути с использованием ДИСС, СВС и СБКВ – 1,2 % от пройденного пути.

3. При введении в комплекс спутниковой навигационной системы (СНС) вместо РСДН погрешность выдерживания ЛЗП при полетах:

- по необорудованным трассам с коррекцией по СНС – 5 км;

- в зоне подхода с коррекцией по СНС – 1 км;

- в зоне круга с коррекцией по СНС – 0,7 км.

4. Вертикальное эшелонирование для высот от 900 до 8100 м через 300 м, для высот более 8100 м – через 500 м.

5. Продольное эшелонирование обеспечивается для трасс с радиолокационным наблюдением при допустимом сближении самолетов не менее 20 км и без радиолокационного контроля интервал эшелонирования 5 мин, при этом обеспечивается погрешность пролета пунктов обязательного донесения (ПОД) 0,9 мин при удалении от ПОД 200 км и 1,8 мин при удалении 400 км.

В режиме непрерывной коррекции по СНС погрешность определения времени пролета ПОД соответственно составляет 0,4 и 0,9 мин.

6. Масса комплекса ЦПНК-114 – 470 кг.

7. Связи цифрового оборудования с вычислительными системами и между собой выполняются по ГОСТ 18977-83 и РТМ 1495 с доп. 3, что, в принципе, соответствует ARINC-429.

8. Среднее время наработки на отказ комплекса ЦПНК-114 -300 часов. Вероятность безотказной работы 0,99 за 3 часа полета.

9. Комплекс обеспечивает посадку по II категории ИКАО, если аэродром оборудован соответствующей системой посадки.

Эволюция развития

В настоящее время разрабатывается модернизированный вариант комплекса ЦПНК-114М с улучшенными техническими характеристиками и массой не более 300 кг.

83.ARINC-429 - радиальная шина передачи данных по ГОСТ 18977 и РТМ-1495 с доп. 3 в КСПНО (характеристика, принцип кодирования и передачи алфавитно-цифровой и служебной информации, методы контроля информации в шине).

Каналы ПК по АRINC-429 используются для передачи цифровых данных меж­ду элементами систем авиационной элек­троники. На бортах летательных аппа­ратов, гражданских и военных, до 75% цифрового межсистемного обмена приходится на каналы интерфейса ARINC-429, таким образом, этот интерфейс является основным «интеллектуальным» связующим звеном в системах авиаэлектроники.

Стандарт АRINC-429 и его отечественные аналоги ГОСТ18977-79 и РТМ 1495-75 описывают вид, параметры сигналов, структуру кодов и протоколы сообщений.

В основу интерфейса заложен вид биполярного двухфазного сигнала (в специальной литературе описывается как RZ-код), передаваемого по бифилярной экранированной линии связи. Передача осуществляется на стандартизованных частотах (период-Т), 32-х разрядными словами ПК, включающими адресную и информационную части, и 32-й разряд - бит контроля по четности (Sum). Слова разделяются обязательной «паузой» - отсутствием сигнала в линии в течение 4-40Т, которая определяет окончание слова ПК (см. рис. 1).

Рис.1. Вид сигналов и структура слова последовательного кода по ARING – 429.

Биполярный сигнал RZ (рис. 1) обладает лучшими, по сравнению с униполярным RZ-кодом, энергетическими характеристиками. Единица представлена положительным уровнем напряжения, нуль—отрицательным. Средняя мощность равна A²/4R, т. е. половине средней мощности униполярного сигнала, хотя перепад уровней тот же самый. Код имеет два недостатка:

1. Ретрансляторы и приемники способны надежно восстановить синхронизирующую временную сетку только тогда, когда паузы меж­ду импульсами не слишком велики. Появление очередного импульса после незначительной паузы позволяет каждый раз корректировать «ход часов» ретранслятора или приемника. С увеличением паузы на­дежность «службы времени» этих устройств падает. Например, после передачи серии из 10 тыс. нулей приемник не сможет точно опреде­лить, находится ли последующая единица на позиции 9999, 10000 или 10001. Другими словами, при передаче достаточно большой последовательности нулей приемник (или ретранслятор) теряет синхронизацию с передатчиком (или ретранслятором).

2. Отсутствие возможности оперативной регистрации ошибок, таких, как пропадание пли появление лишних импульсов из-за помех.

Эти недостатки ликвидируются введением избыточности, а именно скорость передачи сигналов по линии выбирается равной скорости передачи информации, однако вводятся дополнительные электрические уровни. В данном случае – «нулевого» уровня. А также использованием двух фаз.

Интерфейс ARINC-429 называется радиальным, т.к. в интерфейсе обыч­но к одному каналу подключен только один передатчик, а каждая принимающая система должна иметь свою радиальную физическую линию связи с этим пере­датчиком (соединение типа звезда). На­личие в структуре кода 8-разрядной ад­ресной части позволяет передавать в канале до 256 различных параметров. Адрес параметра, структура информаци­онной части кода и протокол строго оп­ределяются стандартом.

Классическая схема, реализующая один канал ПК ARINC-429, включает не менее 75-ти триггеров различного типа, что при построении 8-ми канального контроллера еще не в такие далекие вре­мена, да еще на отечественной элемент­ной базе, было непозволительной рос­кошью, поэтому первые контроллеры строились с многоканальными коммута­торами на входных каналах и минималь­ным количеством выходных каналов, ра­ботающих на несколько переключаемых передатчиков.

Рис.2. Пример построения схемы входного преобразователя ПК по ARING – 429.

ГИ – вход от Генератора Импульсов; D,C – выход данных, синхросигнала приемника;

F – частота опроса паузы.

На рис.2 приведена классическая схе­ма одноканального входного преобра­зователя ПК по ARINC-429, на входах его приемника может быть установлен ана­логовый коммутатор на любое количе­ство каналов, но в каждый момент вре­мени «слушается» только один канал, информация других каналов безвозврат­но теряется, что в системах реального времени (СРВ), особенно авиационных, не всегда допустимо.

84. Мультиплексная двунаправленная шина передачи данных по ГОСТ 26765.52-87 (Mil-std-1553B) (характеристика, принцип кодирования и передачи алфавитно-цифровой и служебной информации, методы контроля информации в шине).

Информационное слово содержит следующие поля (в разрядах): С (3); информацию (16). Ответное слово содержит следующие поля (в разрядах): С (3); адрес ОУ (5); признаки состояния (11).

Для локального многоточечного соединения распределенных под­систем специального назначения широко применяются стандартизиро­ванные интерфейсы последовательных мультиплексных (магистраль­ных) каналов (МК) типа MIL-1553В, MIL-1773. Интерфейсы обеспечивают расширенные режимы адресации, включая широковеща­тельный режим, защиту от помех и идентификацию ошибок передачи.

В состав МК входят контроллер (К), оконечные устройства (OУ) в количестве до 32, линии передачи информации. Контроллер, обыч­но входящий в состав ЭВМ, управляет обменом информацией, осуществляет сопряжение с линией передачи и контроль передачи информации, состояния ОУ и самоконтроль. Оконечное устройство принимает и выполняет адресованные ему команды контроллера, осуществляет сопряжение подключенного оборудования с линией пе­редачи информации, контролирует передачу информации, производит самоконтроль и передает результаты контроля в контроллер.

Обмен информацией осуществляется по принципу команда-отчет с временным разделением сообщений. Информация передается в МК в виде сообщений, состоящих из командных (КС), информационных (ИС) и ответных слов (ОС).

В МК предусмотрены три вида передач сообщений:

от К к ОУ;

от ОУ к К;

от ОУ к ОУ.

Порядок следования сообщений произволь­ный.

Форматы сообщений при передаче информации:

1. от К к ОУ— (КС, ИС, ..., ИС, Т 1, КС, ТЗ);

2. от ОУ к К— (КС, Т2, ОС, ИС,..., ИС, ТЗ);

3. от ОУ к ОУ— (КС, КС, Т2, ОС, ИС, ...,ИС, Т1, ОС, ТЗ),

где Т1, Т2, ТЗ — времена соответствующих пауз (Т1 — между послед­ним ИС массива и ОС; Т2 — между КС и ОС; ТЗ — между последним ИС или КС и КС следующего сообщения).

Формат командного сообщения (приказа) от К к ОУ — (КС, Т2, ОС, ТЗ). Информационные сообщения передаются пословно или мас­сивами длиной до 32 слов. Передача информации осуществляется по­следовательным цифровым кодом по общей линии МК, асинхронным способом с выделением синхронизирующих сигналов из принимаемого кода в полудуплексном режиме.

Формат К.С, ИС, ОС (в разрядах): С—синхросигнал (3), инфор­мация— (2¹⁵...2⁰), Р—контроль по нечетности (1).

Информация длиной более 16 разрядов передается последова­тельно в двух словах, в первом — с большим весом, во втором — с меньшим весом, неиспользованные разряды — в виде лог. 0.

Командное слово содержит следующие поля (разряды): адрес ОУ (5); признак «прием/передача» (1); подадрес/режим управления (5); число информационных слов/код режима управления (5).

Каждому ОУ присваивается один из 32 адресов, за исключением адреса 31, зарезервированного для специальных целей (широковеща­тельного режима). Подадрес используется для указания адреса вво­димой/выводимой информации. Код 0 подадреса указывает ОУ, что поле числа слов содержит код команды управления.

Число информационных слов указывается ОУ в двоичном коде, причем коду 0 соответствует число 32.

В качестве кода передачи информации применяется биполярный двухуровневый фазоманипулированный код без возвращения к нулю, так называемый код Манчестер-II. Скорость передачи составляет 1 Мбит/с±0,1 %. Манчестер-II является кодом, в котором скорость передачи сигналов по линии выбирается большей, чем скорость передачи информации, без использования дополнительных электрических уровней сигналов.